Spis treści:
Termistor, nazywany również rezystorem termicznym, to pasywny element elektroniczny, którego oporność (rezystancja) zmienia się wraz ze zmianą temperatury.
Co to jest rezystor termiczny?
Oporność rezystorów zmienia się wraz ze zmianą temperatury, jednak zakres tych zmian jest stosunkowo niewielki. Wyjątkiem od tej reguły jest termistor, czyli rezystor termiczny, który wyróżnia się wysoką czułością i szybką reakcją na zmieniającą się temperaturę. Czujniki tego typu są nie tylko precyzyjne, ale również niezawodne i stosunkowo tanie. Połączenie tych cech sprawiło, że rezystory termiczne są powszechnie wykorzystywane m.in. w elektronice. Używa się ich w obwodach jako elementów pasywnych, czyli takich, które nie wytwarzają energii elektrycznej.
Ograniczeniem rezystorów termicznych są bardzo niskie oraz bardzo wysokie temperatury. Każdy termistor ma określony przedział temperatury roboczej, w zakresie którego działa precyzyjnie, powtarzalnie i stabilnie.
Termistor - dodatkowe informacje
Oporność rezystora termicznego jest ściśle uzależniona od temperatury. Ta zmiana zależy od materiału, który został użyty do wyprodukowania termistora. Zależność pomiędzy rezystancją a opornością rezystora termicznego ma charakter nielinearny.
W trakcie procesu produkcji termistorów wykorzystuje się proszki półprzewodnikowe i spoiwo. Niezbędny jest również proces obróbki termicznej (np. przy użyciu specjalnych pieców). Dodatkowo termistory są zabezpieczane szklaną powłoką chroniącą przed czynnikami zewnętrznymi, w tym wodą. Rezystory termiczne występują w różnych wariantach wielkości i kształtów. Najczęściej spotykane podzespoły tego typu przypominają dyski, pręty lub kulki.
Jakie są rodzaje termistorów?
Poszczególne rodzaje termistorów różnią się między sobą sposobem działania, a co za tym idzie zastosowaniem. Rezystor termiczny NTC (z ang. Negative Temperature Coefficient) wyróżnia się ujemnym współczynnikiem temperaturowym. Oznacza to, że w przypadku wzrostu temperatury oporność termistora spada i odwrotnie. Gdy temperatura spada, oporność rezystora termicznego wzrasta. Ten element jest również nazywany termistorem rozruchowym. Najważniejszym zadaniem tego urządzenia jest skuteczne zabezpieczenie układu przed osiągnięciem zbyt wysokiej temperatury. Rezystor termiczny NTC może pełnić funkcję czujnika temperatury.
Z kolei termistory PTC (z ang. Positive Temperature Coefficient) wyróżniają się dodatnim współczynnikiem temperaturowym. W przypadku wzrostu temperatury rezystora termicznego wzrasta również rezystancja. Gdy temperatura spada, maleje także oporność. Zastosowanie rezystorów termicznych PTC obejmuje m.in. zabezpieczanie układów przed przeciążeniem poprzez ograniczanie prądu. Innymi słowy, gdy wzrasta natężenie przepływającego prądu, wzrasta również oporność, która go ogranicza.
Kolejnym rodzaj rezystora termicznego jest CTR (z ang. Critical Temperature Resistor). Termistory tego typu charakteryzują się skokową zmianą rezystancji. W praktyce oznacza to, że wzrost temperatury do określonego poziomu skutkuje błyskawiczną zmianą rezystancji. Termistory CTR wyprodukowane m.in. z polimerów skokowo podwyższają oporność, w przypadku wzrostu temperatury do określonego poziomu. Z kolei rezystory termiczne ceramiczne z dodatkiem związków baru obniżają skokowo rezystancję.
Dane techniczne termistorów
W opisie termistora powinna znaleźć się informacja dotycząca jego rezystancji, która przeważnie jest mierzona w temperaturze 25°C. Najczęściej wykorzystywane termistory wyróżniają się rezystancją na poziomie 1KΩ, 2KΩ, 10KΩ, 20KΩ, 47KΩ i 100 KΩ. Kolejnym istotnym parametrem jest tolerancja podawana w procentach. Warto również zwrócić uwagę na długość wyprowadzeń w postaci drucianych nóżek. Wybrane termistory są wyposażone w wyprowadzenia o długości 30 mm.
Na szczególną uwagę zasługują termistory z przewodem zakończonym wyprowadzeniem w postaci złącza BLS. To gotowe komplety, które można od razu podłączać do kompatybilnych złączy. Kolejnymi propozycjami są gotowe termistory dyszy, kompatybilne z wybranymi drukarkami 3D. Podzespoły tego typu to części zamienne przeznaczone do wybranych modeli urządzeń oferujących druk w trójwymiarze.
Jak sprawdzić prawidłowość działania termistora?
Aby sprawdzić czy termostat działa prawidłowo, potrzebne będzie źródło prądu, np. zasilacz laboratoryjny, woltomierz lub miernik uniwersalny umożliwiający pomiar napięcia. Przed rozpoczęciem procesu sprawdzania poprawności działania termistora należy poznać maksymalne napięcie tego elementu. Podczas testów nie można przekraczać parametru. Po podaniu napięcia do rezystora termicznego, należy podłączyć miernik uniwersalny (trzeba ustawić na pomiar napięcia) lub woltomierz. Podłączenie urządzeń mierniczych trzeba wykonać w sposób równoległy. Następnie za pętlą należy podłączyć miernik natężenia prądu (wystarczy podstawowy amperomierz). Z tego urządzenia można odczytać zmierzoną wartość.
Zastosowanie rezystorów termicznych
Termistory wyróżniają się wszechstronnym zastosowaniem nie tylko w elektronice użytkowej, ale również w profesjonalnych systemach wykorzystywanych w przemyśle. Rezystory termiczne są używane jako czujniki NTC lub PTC, przeznaczone do precyzyjnych pomiarów temperatury oraz tlenu.
Ponadto są wykorzystywane w cyfrowych termometrach, w różnego rodzaju urządzeniach domowych (m.in. w lodówkach i w piekarnikach). Kolejnymi zastosowaniami są akumulatory i mierniki wykorzystywane do mierzenia przewodności cieplnej różnego rodzaju materiałów elektrycznych. Termistory są także używane w branży motoryzacyjnej, m.in. do ciągłego pomiaru temperatury płynu chłodniczego i oleju silnikowego.
